Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1980 года по МПК H02M7/06 

(54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано на передачах и вставках постоянного тока.

Известны устройства для выпрям- ления многофазного напряжения, содержащие трехфазные вентильные моеты и трехобмоточные трехфазные трансформаторы, напряжения вторичных обмоток на входе переменного тока вен- тильных мостов которых взаимно сдвинуты на тридцать электрических градусов l,

Недостаток этого устройства состоит в повышенных тепловых потерях во 15 ВТОРИЧ.1ЫХ обмотках трансформатора, что обусловлено непосредственной магнитной связью двух нагруженных своими вентильными мостами вторичных обмоток трансформатора. Электрома - 20 нитное взаимодействие пятой, седьмой гармоник намагничивающих сил, связанных MarHViTHO вторичных обмоток трансформатора аналога соответствует работе условных компонентных 25 трансформаторов в режиме короткого замыкания, поскольку начальные фазы этих гармоник тока вторичных рбмотйк отличаются на сто восемьдесят градусов. Для этих гармоник тока, 30

генерируемых вентильньми мостами, цепь вторичных обмоток представляет минимальное сопротивление, и потому энергия этих гармоник полностью выделяется в виде тепловых потерь в цепи вторичных обмоток такого силового вентильного трансформатора, ухудшая энергетические и массо-габаритные показатели устройства..

Известны другие устройства для выпрямления многофазного .напряжения, содержащие трехфазные вентильные мосты и трехобмоточные трехфазные трансформаторы, напряжения вторичных обмоток на входе переменного тока .вентильных мостов которых взаимно сдвинуты на тридцать электрических градусов, их первичные обмотки соединены пофазно-последовательно 11,2.

Выбор последовательного соединения первичных обмоток силовых трансформаторов обусловлен стремлением ограничить токи короткого замыкания. Однако в нормальных установившихся режимах на оборудование преобразователя согласно D. , 2 воздействуют значительные напряжения, эти перенапряжения вызываются пятой, седьмой и некоторыми другими га1.моникамн

ходного тока вентильных мостов,наагнйчиванмцие сила вторичных обмоок трансформаторов которых не уравновешиваются намагничивающими силами ихпёрвичньтх обмоток вследствие заимной компенсации этих гармонйчес Ж составляющих ЭДС в цепи последовательного соединения первичных оботок трансформаторов. Следовательно, оснбвным недостатком устройства 2 явл.ягется понижение надежности из-за оНьшйх йёрёнапряженйй на его вентилях .

Известно устройство для выпрямления многофазного напряжения-, содержащее трехфазные вентильные MOQты и трехоВмоточные трехфазные трансФорматоры, напряжения вторичных обмоток на В5{оде переменного тока вентильных мостов которых взаимно сдвинуты на тридцать электрических градусов, их первичные обмотки соединены пофазно-последовательно З .

Это устройство отличается от иЭвестных устройств аналогичног61кй1% са и назначения тем, что рдноимеНнЬгё выводы его третичных обмоток сбединёны цепочками из дросселей и кон-. денсаТоров, настроенными в резонанс на пятую, седьмую и некоторь1е другие гармоники напряжений этих третичИЁгхг обморок. Такое техническое решение поз:воляет уменьшить перенапряженИЯ на вентилях устройства of пятой, седьмой и некоторых других гармоник входйых токов вентильных мостбв Уравновешиваний этих гармоник HaMafничивающих сил вторичных обмот ок трансформаторов соответствующими состйвлянмцИми намагничивающих третичных обмоток этих силовых трансформаторов ., . Вместе с тем, это устройство не решает вопрос о полезном использова НИИ энергии ггятой, седьмой, семнадцатой ,и некоторых других Гармоник - входного тока вентильных мостов и -± потому эта энергия безвозвратнотеряется только в активных сопротивления5 обмоток, силовых трансформаторов , что яе способствует улучйег ниш коэффициента полезного действия устройства.

Прототипом изобретения является преобразователь переменного напряжения 6 постоянное, содержащий два трансформатора, трехфазные первйч- ные обмотки которых соединены пофазно-Поспедовательно, а напряжение трехфазны5г вторичных самоток сдвинуто на тридцать электричё ких градусов и три соединенных по в.ыхрдупараллельновентильных мбста, ОДИН из. которых входом подключен к вторичной обмотке одного трансформатора, а второй -к вторичной обмотке другого трансформатора jОднако это устройство сложнее, так как содержит дополнительно третий трансформатор, и имеет недостаточно высокие энергетические показатели.

Целью изобретения является упрощение устройства.и улучшение энергетических показателей .

.Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом преобразователе .переменного .напряжения в постоянное Каждый из трансформаторов .снабж.ен дополнительной трехфа эной вторичной обмоткой, причем одна из дополнит.ельных обмоток соединена в звезду и подключена пофазно встречно-последоватёльно ко второй дополнительной обмотке, к концам которой подключен вход третьего вентияьнЬго моста.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства для выпрямления многофазного напряжения. - ,; .

Устройство содержит трехобмоточные трехфазные трансформаторы 1, 2, первичные обмотки 3, 4 которых соеди- . нены пофаз|5 о-послёдовательно, соедиНеНныеcooVBeTCTBeHHo звездой и треугольником, вторичные обмотки 5,6 присоединены к вентильным мостам 7,8 так, что их Напряжения оказываются взаимно сдвинутыми по фазе на 30 электрическ их градусов, дополнительные третичные обмотки 9, 10 соединены пофазно встречно-послодовательйо, а к выходутакого соединения третичных обМоток присоединен третий вентильный (например, диодный) мост. 11. На стороне постоянного тоКа вентильный Мост11 соединен Ч; цепью постоянHoto тбка основных вентильных мостов 7, с йагрузкой 12 через посредство обмоток 13, 14 Дросселя, располо-. женHtlx,например, на ферромагнитном сердечнике. - .

Устройство работает следующим образом. ,.

Йо всех 57ст1новившихся режимах через вторичные Ьбмотки трансформаторов прбтекают токи, содержащие гармоники порядка бК+1, где К - целое (положительное ИЯи отрицательное) число либо нуль. Эти гармоники намагничивающих бил, магнитных потоков и ЭДС распределяются также меж-. у первичнйМи и третичными обмотками, в KOHTypik, образуемых первичными обмотками обоих трансформаторов, гар онн: ами ЭДС порядка (2К+1) 6+1 (пятая, седьмая, семнадцатая, девятнадцатая и другие) называемые гармониками шестцФазного режима, взаимно уравнрвёшивают ся.

Гармоники же ЭДС порядка 12К+1 (первая,одиннадцатая. Тринадцатая и др.), называемые гармониками двенадцатифазнрго режима,складьгааются и вызывают токи, протекающие через первичные обмотки обоих трансформаторрв и питающую сеть.

При выбранном взаимно-встречном соединении третичных обмоток в контуре каждой из фаз этого соединения третичных обмоток обоих трансформаторов взаимно уравновешиваются гармоники ЭДС порядка 12К+1, т.е. двенадцатифазного режима, и складываются гармоники ЭДС порядка 6 (2К+1)+1, т.е. шестифазного режима. Последние вызывают токи, которые протекают по третичным обмоткам обоих трансформаторов и через присоединенный к ним диодный мост - по общей нагрузке.

Таким образом, равновесие намагничивающих сил в сердечниках трансформторов обеспечивается на гармониках двенадцатифазнбго режима токами первичной и вторичной обмоток, а на гармониках шестифазного режима токами вторичной и третичной обмоток, этим обеспечивается исключение Недопустимых перенапряжений на вхбде главных вентильных мостов и повышени надежности.

Поскольку последовательнбесоединение третичных обмоток с выбранной разметкой ИХ з.ажимов по сравнению с разметкой обмоток обеспечивает появление пятой и седьмой тока и ЭДС в их цепи в качестве основных, то предложенное присоединение ЭТИХ обмоток к общей нагрузке постоянного тока через посредстзво третьего вентильного (например, диодного) моста обеспечивает также утилизацию энергии этих гармоник. Таким образом достигается основная цель устройства - улучшение энергетических показателей.

Кроме того, предложенное устройство обеспечивает также относительное Улучшение массо-габаритных показателей, поскольку вместо набора комплектов индуктивностей и конденсаторов на каждую из цепи третичных обмоток предусматривается применение диодного моста.

Формула изобретения.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержа(ций два трансфррлатора, трехфазные первич0ные обмотки которых соединены пофазно-последовательно, а напряжение трехфазных вторичных обмоток сдвинуто на тридцать электрических градусов и три соединенных по выходу па

5 раллеЛьновентиЛьньй моста, один из которых входом подключен к вторичной обмотке одного трансформатора, а второй - к вторичной обмотке другого трансформатора, о т л и ч а .ю щ и и с я тем, что, с целью упро0щения и улучшения энергетических показателей, каждый из трансформаторов Ънабжен дополнительной трехфазной ВТОР1ЙНОЙ обмоткой, причем одна из допЪлнитёльных обмоток соединена

5 в звезду и подключена пофазно встречно-йоследовательно ко второй дополнительной обмотке, к койцам которой подключен вход третьего вентильного моста.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 114549, кл: Н 02 И 7/08, 1958.

4.Авторское свидетельство СССР по заявке 2685587/24-07, 1978.